基片集成波導(dǎo)縫隙天線陣設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-07-28 18:17本頁(yè)面
【正文】 ）當(dāng)時(shí),由上式得：（48）線源激勵(lì)的幅度分布為：（49）其中L為線陣長(zhǎng)度。雖然泰勒綜合法是針對(duì)連續(xù)線源的一種設(shè)計(jì)方法，但可以根據(jù)抽樣定理將其離散化。換言之，可用單元數(shù)足夠多的離散陣列幅度分布來(lái)逼近連續(xù)線源的泰勒分布。將泰勒分布用于離散陣時(shí)，以等間距d抽樣，線陣長(zhǎng)度，此處N為單元個(gè)數(shù)。（410）可得泰勒線陣各單元上幅度分布的抽樣計(jì)算公式，（411）由此來(lái)解決下面一節(jié)中激勵(lì)幅度的選擇確定問(wèn)題。167。 諧振式波導(dǎo)縫隙陣的設(shè)計(jì)線形和平面諧振式波導(dǎo)縫隙陣的設(shè)計(jì)早已用于實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用中。在現(xiàn)代機(jī)載雷達(dá)中，縱向并聯(lián)縫隙的平面諧振陣是最常用的天線。諧振式波導(dǎo)縫隙陣具有以下的特點(diǎn)：，縫隙都是諧振的，也就是在中心頻率上，縫隙等效電路的電納或者電抗應(yīng)該為零。，最小值出現(xiàn)在串聯(lián)縫隙上。，毗鄰的縫隙相距半個(gè)波導(dǎo)波長(zhǎng)。圖42 一端饋電的諧振式基片集成波導(dǎo)縫隙陣線性縫隙陣的設(shè)計(jì)大多數(shù)使用寬邊縱向并聯(lián)縫隙或者窄邊上的并聯(lián)縫隙來(lái)作為輻射元。為保證陣列在中心頻率上實(shí)現(xiàn)匹配，并且口徑激勵(lì)分布是按照性能要求實(shí)現(xiàn)，需要滿足的條件如下：，所有歸一化縫隙諧振電導(dǎo)的總和必須等于1，如圖42的形式；對(duì)中心饋電的情況等于2。，縫隙諧振電導(dǎo)正比于輻射功率。圖43表示了間距，并聯(lián)在傳輸線上的N個(gè)電導(dǎo)組成的陣等效電路，在距離最后一個(gè)縫隙為的地方短路，相當(dāng)于最后一個(gè)縫隙是和開(kāi)路線并聯(lián)的。由于所有的縫隙都間隔，陣的等效電導(dǎo)是各個(gè)縫隙電導(dǎo)之和，這樣。圖43 等效傳輸線電路如果假設(shè)U是等效電路兩端的等效電壓，那么第n個(gè)縫隙輻射的功率將是。這樣第n個(gè)縫隙的相對(duì)激勵(lì)正比于，并可以被該縫隙的偏移量控制。為實(shí)現(xiàn)輻射所有有效的輸入功率的要求，達(dá)到理想的匹配效果，陣總的等效電導(dǎo)應(yīng)該等于1。假設(shè)令：則（412）一旦縫隙的相對(duì)激勵(lì)幅度被確定（可以利用上一節(jié)泰勒綜合實(shí)現(xiàn)），上式可求出常數(shù)。這樣各個(gè)縫隙的電導(dǎo)值可以確定了。167。本章將在前幾章介紹的理論基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了10元的縫隙陣列天線，給出仿真結(jié)果。要求用泰勒分布設(shè)計(jì)一個(gè)10個(gè)陣元的波導(dǎo)縫隙直線陣列，副瓣電平。具體的分析設(shè)計(jì)過(guò)程如下：1. 確定口徑激勵(lì)分布首先通過(guò)Matlab編程綜合出陣面口徑激勵(lì)分布，取，可以得到泰勒電流分布見(jiàn)表41：表41 泰勒電流分布I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I 8I 9I101 12. 確定陣元導(dǎo)納分布：表42 導(dǎo)納分布G1G2G3G4G5G6G7G8G9G10其總和為1，滿足匹配條件。3. 確定陣元偏置，即縫隙導(dǎo)納G與縫隙偏置dx的圖像關(guān)系，利用Matlab的高次多項(xiàng)式擬合曲線，取最高為5階的多項(xiàng)式函數(shù)，擬合曲線為：圖44 縫隙導(dǎo)納G與縫隙偏置dx的擬合曲線擬合多項(xiàng)式如下：（413）求出其對(duì)應(yīng)的偏置。結(jié)果如下：表43 導(dǎo)納對(duì)應(yīng)各縫隙偏置Dx1Dx2Dx3Dx4Dx5Dx6Dx7Dx8Dx9Dx104. 確定陣元諧振長(zhǎng)度接下來(lái)再利用第三章第三節(jié)的仿真計(jì)算結(jié)果，即縫隙諧振長(zhǎng)度與縫隙偏置的圖像關(guān)系，利用Matlab的高次多項(xiàng)式擬合曲線的原理，取最高為4階的多項(xiàng)式函數(shù)，擬合曲線為：圖45 縫隙諧振長(zhǎng)度與縫隙偏置dx的擬合曲線其擬合多項(xiàng)式為：（414）然后求出偏置對(duì)應(yīng)的諧振長(zhǎng)度：表44 對(duì)應(yīng)的各縫隙諧振長(zhǎng)度Slot_L1Slot_L2Slot_L3Slot_L4Slot_L5Slot_L6Slot_L7Slot_L8Slot_L9Slot_L10至此，所有縫隙的偏置與縫長(zhǎng)已全部求出。5. 建模仿真在CST中建立模型如圖46，設(shè)置遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)視器，進(jìn)行仿真：圖46 實(shí)際設(shè)計(jì)的陣列仿真模型6. 仿真結(jié)果圖47縫隙陣的輸入駐波比圖48陣列的3D方向圖f= f= f= f= f= f= f= f=圖49陣列在不同頻率上的方向圖7. 結(jié)果分析由圖47可見(jiàn)駐波比在的頻帶內(nèi)都滿足；由圖49可見(jiàn)在的頻帶內(nèi)SLL可以做到20dB，主瓣沒(méi)有產(chǎn)生明顯畸變，方向圖效果較好，基本達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。但是方向圖零深較差，這是由于本設(shè)計(jì)中并未考慮陣列中單元耦合對(duì)口徑分布的影響。為達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)基片集成波導(dǎo)縫隙陣的目的，需要在激勵(lì)端口加轉(zhuǎn)換，可以利用第二章微帶線與SIW轉(zhuǎn)換的仿真論證的結(jié)果，在上面陣列模型的基礎(chǔ)上加上第二章的轉(zhuǎn)換部分。通過(guò)進(jìn)一步的仿真可以得知，陣列的方向圖效果基本不變，但是匹配性上稍有欠缺。
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1